intTypePromotion=3

Giáo trình tính toán thiết kế ô tô - Chương 4

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:20

0
105
lượt xem
40
download

Giáo trình tính toán thiết kế ô tô - Chương 4

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

HỘP SỐ CƠ KHÍ I. CÔNG DỤNG, YÊU CẦU, PHÂN LOẠI. 1. Công dụng. Nhằm thay đổi tỷ số truyền và mômen xoắn từ động cơ đến các bánh xe chủ động phù hợp với mômen cản luôn thay đổi và nhằm tận dụng tối đa công suất của động cơ. Giúp cho xe thay đổi được chiều chuyển động. ?Đảm bảo cho xe dừng tại chỗ mà không cần tắt máy hoặc không cần tách ly hợp. Dẫn động mômen xoắn ra ngoài cho các bộ phận đặc biệt đối với các xe chuyên dụng. ...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Giáo trình tính toán thiết kế ô tô - Chương 4

  1. CHÖÔNG IV HOÄP SOÁ CÔ KHÍ I. COÂNG DUÏNG, YEÂU CAÀU, PHAÂN LOAÏI. 1. Coâng duïng. ˘ Nhaèm thay ñoåi tyû soá truyeàn vaø moâmen xoaén töø ñoäng cô ñeán caùc baùnh xe chuû ñoäng phuø hôïp vôùi moâmen caûn luoân thay ñoåi vaø nhaèm taän duïng toái ña coâng suaát cuûa ñoäng cô. ˘ Giuùp cho xe thay ñoåi ñöôïc chieàu chuyeån ñoäng. ˘ Ñaûm baûo cho xe döøng taïi choã maø khoâng caàn taét maùy hoaëc khoâng caàn taùch ly hôïp. ˘ Daãn ñoäng moâmen xoaén ra ngoaøi cho caùc boä phaän ñaëc bieät ñoái vôùi caùc xe chuyeân duïng. 2. Yeâu caàu. ˘ Coù daõy tyû soá truyeàn phuø hôïp nhaèm naâng cao tính naêng ñoäng löïc hoïc vaø tính naêng kinh teá cuûa oâ toâ. ˘ Phaûi coù hieäu suaát truyeàn löïc cao, khoâng coù tieáng oàn khi laøm vieäc, sang soá nheï nhaøng, khoâng sinh ra löïc va ñaäp ôû caùc baùnh raêng khi gaøi soá. ˘ Phaûi coù keát caáu goïn beàn chaéc, deã ñieàu khieån, deã baûo döôõng hoaëc kieåm tra vaø söûa chöõa khi coù hö hoûng. 3. Phaân loaïi. Theo phöông phaùp thay ñoåi tyû soá truyeàn, hoäp soá ñöôïc chia thaønh: hoäp soá coù caáp vaø hoäp soá voâ caáp. a) Hoäp soá coù caáp ñöôïc chia theo : + Sô ñoà ñoäng hoïc goàm coù: - Loaïi coù truïc coá ñònh (hoäp soá hai truïc, hoäp soá ba truïc…). - Loaïi coù truïc khoâng coá ñònh (hoäp soá haønh tinh moät caáp, hai caáp…). + Daõy soá truyeàn goàm coù: - Moät daõy tyû soá truyeàn (3 soá, 4 soá, 5 soá…). - Hai daõy tyû soá truyeàn. + Phöông phaùp sang soá goàm coù: - Hoäp soá ñieàu khieån baèng tay. - Hoäp soá töï ñoäng. b) Hoäp soá voâ caáp ñöôïc chia theo : + Hoäp soá thuûy löïc (hoäp soá thuûy tónh, hoäp soá thuûy ñoäng ). + Hoäp soá ñieän. + Hoäp soá ma saùt. 41
  2. II. TRÌNH TÖÏ TÍNH TOAÙN HOÄP SOÁ COÙ CAÁP CUÛA OÂ TOÂ. Coâng vieäc tính toaùn thieát keá hoäp soá oâ toâ coù hai böôùc chính nhö sau: + Xaùc ñònh tyû soá truyeàn ñaûm baûo tính chaát keùo vaø tính kinh teá theo ñieàu kieän laøm vieäc ñaõ cho tröôùc. + Xaùc ñònh kích thöôùc caùc chi tieát cuûa hoäp soá. Hai böôùc lôùn treân ñöôïc cuï theå hoùa bôûi caùc böôùc cuï theå sau: 1. Treân cô sôû cuûa ñieàu kieän söû duïng vaø ñieàu kieän kyõ thuaät cho tröôùc, cuøng vôùi ñieàu kieän cheá taïo, chuùng ta choïn sô ñoà ñoäng hoïc vaø döï kieán soá caáp cuûa hoäp soá. 2. Tính toaùn löïc keùo cuûa oâtoâ, xaùc ñònh tæ soá truyeàn chung cuûa caû heä thoáng truyeàn löïc khi gaøi caùc soá khaùc nhau. 3. Phaân chia phuø hôïp tæ soà truyeàn cuûa heä thoáng truyeàn löïc theo töøng cuïm (hoäp soá, hoäp soá phuï, truyeàn löïc chính, truyeàn löïc cuoái cuøng). 4. Tính toaùn xaùc ñònh tæ soá truyeàn cuûa hoäp soá . 5. Xaùc ñònh kích thöôùc cuûa caùc chi tieát, boá trí caùc chi tieát cuûa hoäp soá vaø kieåm tra söï lieân quan laøm vieäc giöõa caùc chi tieát vôùi nhau. III. SÔ ÑOÀ ÑOÄNG HOÏC MOÄT SOÁ LOAÏI HOÄP SOÁ CUÛA OÂ TOÂ. 1. Sô ñoà ñoäng hoïc hoäp soá hai truïc. Treân hình 4.1 laø sô ñoà ñoäng hoïc hoäp soá hai truïc boán caáp (khoâng keå soá luøi). Khi gaøi caùc soá tieán ñeàu söû duïng boä ñoàng toác, khi gaøi soá luøi thì dòch chuyeån baùnh raêng thaúng 2 taïo neân söï aên khôùp 1-2 vaø 2-3. Hình 4.1 : Sô ñoà ñoäng hoïc hoäp soá hai truïc Hoäp soá xe SKODA 100 MB (Coäng hoøa Czech) 42
  3. 2. Sô ñoà ñoäng hoïc hoäp soá ba truïc. Treân hình 4.2 laø sô ñoà ñoäng hoïc cuûa moät soá hoäp soá ba truïc coù töø 3 ñeán 6 soá tieán. Khi soá caáp cuûa hoäp soá taêng thì möùc ñoäâ phöùc taïp veà maët keát caáu cuõng taêng theo. ÔÛ hình 4.2 ñöôïc thoáng nhaát caùc kyù hieäu nhö sau: 1, 2, 3, 4, 5, 6 : vò trí gaøi caùc soá 1, 2, 3, 4, 5, 6. L (hoaëc R) : vò trí gaøi soá luøi. I- truïc sô caáp. II- truïc thöù caáp. III- truïc trung gian. Baùnh raêng laép coá ñònh treân truïc, Baùnh raêng laép coá ñònh treân truïc, raêng ngoaøi raêng trong Baùnh raêng laép vôùi truïc baèng then hoa Baùnh raêng quay trôn treân truïc. vaø tröôït treân truïc. Hình 4.2 : Sô ñoà ñoäng hoïc hoäp soá ba truïc 3. Sô ñoà ñoäng hoïc hoäp soá haønh tinh (xem chöông V) : 43
  4. IV. CHOÏN TYÛ SOÁ TRUYEÀN CUÛA HOÄP SOÁ. Tæ soá truyeàn cuûa hoäp soá oâ toâ ñöôïc xaùc ñònh treân cô sôû tính toaùn löïc keùo ôû caùc tay soá. Trong ñoù quan troïng nhaát laø tæ soá truyeàn ôû tay soá I. Tæ soá truyeàn ih1 ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc cuûa vieän só Chuñacoáp: G.rbx .ψ max (4.1) i h1 = M emax ⋅ i o ⋅ η tl ÔÛ ñaây : G – Troïng löôïng toaøn boä cuûa xe (N) ψmax - Heä soá caûn chuyeån ñoäng lôùn nhaát rbx – Baùn kính laên cuûa baùnh xe coù tính ñeán söï bieán daïng cuûa loáp (m) io – Tyû soá truyeàn cuûa truyeàn löïc chính ηtl – Hieäu suaát cuûa heä thoáng truyeàn löïc Tyû soá truyeàn cuûa truyeàn löïc chính ñöôïc xaùc ñònh : r (4.2) i o = θ bx 2,65 ÔÛ ñaây : θ - Heä soá voøng quay cuûa ñoäng cô Ñoái vôùi xe du lòch : θ = 30 ÷ 40 Ñoái vôùi xe taûi : θ = 40 ÷ 50 Neáu hoäp soá coù 3 caáp vôùi soá III laø soá truyeàn thaúng thì : ih3 =1 ; ih2 = i h1 Neáu hoäp soá coù 4 caáp vôùi soá IV laø soá truyeàn thaúng thì : ih4 = 1 ; i h 3 = 3 i h1 ; i h2 = 3 i 2 h1 Neáu hoäp soá coù 5 caáp vôùi soá V laø soá truyeàn thaúng thì : 3 i h1 2 ih5 = 1 ; ih4 = i h1 ; ih3 = 4 i h1 ; ih2 = 4 4 Neáu hoäp soá coù 5 caáp vôùi soá V laø soá truyeàn taêng vaø soá IV laø soá truyeàn thaúng thì: 1 2 i h1 i h1 ; ih3 = ih5 = ; ih4 = 1 ; ih3 = 3 3 i hi 3 Soá truyeàn cao nhaát cuûa hoäp soá neân laøm soá truyeàn thaúng hay soá truyeàn taêng laø tuøy thuoäc vaøo thôøi gian söû duïng. Neân choïn soá truyeàn laøm vieäc nhieàu nhaát ñeå laøm soá truyeàn thaúng ñeå giaûm tieâu hao khi truyeàn löïc vaø taêng tuoåi thoï cuûa hoäp soá. 44
  5. V. TÍNH TOAÙN CAÙC CHI TIEÁT CUÛA HOÄP SOÁ. 1. Baùnh raêng cuûa hoäp soá. a) Tính toaùn thieát keá toång theå: Khi thieát keá sô boä hoäp soá vaø baùnh raêng hoäp soá ngöôøi ta choïn tröôùc khoaûng caùch giöõa caùc truïc vaø moâñuyn baùnh raêng. Döïa vaøo caùc thoâng soá ñoù seõ xaùc ñònh soá raêng cuûa caùc baùnh raêng ñeå ñaûm baûo tyû soá truyeàn caàn thieát cuûa hoäp soá. a1) Choïn khoaûng caùch giöõa caùc truïc: Khoaûng caùch A giöõa caùc truïc ñöôïc choïn theo coâng thöùc kinh nghieäm sau: A= C3 M e max (mm) (4.3) ÔÛ ñaây : Memax - Moâmen xoaén cöïc ñaïi cuûa ñoäng cô (Nm) C - Heä soá kinh nghieäm: + Ñoái vôùi xe du lòch : C = 13÷16 + Ñoái vôùi xe taûi : C =17÷19 + Ñoái vôùi xe duøng ñoäng cô diezel: C =20÷21 a2) Choïn moâñuyn phaùp tuyeán cuûa baùnh raêng : Chuùng ta coù hai phöông phaùp löïa choïn: Coù theå choïn theo coâng thöùc kinh nghieäm sau: m = (0.032÷0.040).A (4.4) Hoaëc coù theå söû duïng ñoà thò kinh nghieäm nhö ôû hình 4.3 a m[mm] b M [kN.m] Hình 4.3 : Ñoà thò ñeå choïn moâñuyn phaùp tuyeán cuûa baùnh raêng a/ Duøng cho baùnh raêng coù raêng thaúng b/ Duøng cho baùnh raêng coù raêng xieân 45
  6. ÔÛ ñaây : m - Moâñuyn phaùp tuyeán M - Moâmen xoaén ñöôïc tính : M= Memax.ih1.0,96 a3) Xaùc ñònh soá raêng cuûa caùc baùnh raêng: + Ñoái vôùi hoäp soá hai truïc : ÔÛ hình 4.4 laø sô ñoà hoäp soá hai truïc ñeå xaùc ñònh soá raêng : Z1 Z2 Z i A Z' 1 Z' 2 Z' i Baùnh raêng laép vôùi truïc baèng then hoa vaø tröôït treân truïc khi caàn gaøi soá Hình 4.4 : Sô ñoà tính toaùn soá raêng cuûa baùnh raêng hoäp soá 2 truïc ÔÛ hoäp soá hai truïc coù theå xaùc ñònh khoaûng caùch A theo coâng thöùc sau : m (z + z1) m 2 (z 2 + z ′2 ) ′ m (z + z ′) A= 1 1 (4.5) = = .... = i i i 2 cos β1 2 cos β 2 2 cos β i z′ Sau ñoù thay : ih1= 1 z1 z′ ih2= 2 z2 46
  7. ……………………. z′ ihi= i zi vaøo bieåu thöùc tính A, chuùng ta nhaän ñöôïc coâng thöùc toång quaùt ñeå xaùc ñònh zi vaø zi/: 2Acosβ i zi = (4.6) m i (1 + i h1 ) z ′ = zi .ihi (4.7) i ÔÛ ñaây: z1,z2, … zi – soá raêng cuûa caùc baùnh raêng ôû truïc sô caáp. z1 , z ′2 … z ′ - soá raêng caùc baùnh raêng ôû truïc thöù caáp. ′ i A – khoaûng caùch giöõa hai truïc . βi – goùc nghieâng cuûa caëp baùnh raêng thöù i. mi – moâñuyn phaùp tuyeán cuûa caëp baùnh raêng thöù i. + Ñoái vôùi hoäp soá ba truïc : ÔÛ treân hình 4.5 laø sô ñoà hoäp soá ba truïc ñeå xaùc ñònh soá raêng Z'i Z'2 Z'1 Za A A Zi Z2 Z1 Z'a Hình 4.5 : Sô ñoà tính toaùn soá raêng cuûa baùnh raêng hoäp soá 3 truïc 1- Truïc sô caáp 2- Truïc trung gian 3- Truïc thöù caáp A- Khoaûng caùch giöõa caùc truïc za , z ′ – soá raêng cuûa caëp baùnh raêng luoân aên khôùp a z1, z2,…, zi – soá raêng cuûa caùc baùnh raêng treân truïc trung gian z1 , z ′2 ,…, z ′ – soá raêng cuûa caùc baùnh raêng treân truïc thöù caáp ′ i 47
  8. Khoaûng caùch A ñöôïc tính nhö sau: m (z + z ′ ) m a .z a (1 + i a ) A= a a (4.8) = a 2 cos β a 2 cos β a 2A. cos β a Bôûi vaäy : ia = (4.9) −1 m a .z a ÔÛ ñaây : ia – tyû soá truyeàn cuûa caëp baùnh raêng luoân aên khôùp. ma – moâ ñuyn phaùp tuyeán cuûa caëp baùnh raêng luoân aên khôùp. βa – goùc nghieâng cuûa raêng cuûa caëp baùnh raêng luoân aên khôùp. Soá raêng z ′ cuûa baùnh raêng bò ñoäng ôû caëp baùnh raêng luoân aên khôùp seõ ñöôïc xaùc ñònh: a z ′ = za. ia a Tyû soá truyeàn cuûa caùc caëp baùnh raêng ñöôïc gaøi igi seõ laø : i hi igi= ia Soá raêng cuûa caùc baùnh raêng treân truïc trung gian vaø thöù caáp ñöôïc xaùc ñònh : 2A cos β i zi = (4.10) m i (1 + i gi ) z ′ = zi .igi (4.11) i Trong ñoù : zi - Soá raêng cuûa baùnh raêng thöù i treân truïc trung gian. z ′ - Soá raêng cuûa baùnh raêng thöù i treân truïc thöù caáp. i βi – goùc nghieâng cuûa raêng cuûa caëp baùnh raêng thöù i. mi- moâ ñuyn phaùp tuyeán cuûa caëp baùnh raêng thöù i . b) Tính toaùn kieåm tra baùnh raêng : Baùnh raêng cuûa hoäp soá oâtoâ tính toaùn theo uoán vaø tieáp xuùc . b1) Tính toaùn kieåm tra theo öùng suaát uoán : ÖÙng suaát uoán taïi tieát dieän nguy hieåm cuûa raêng ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc Lewis: P.K (MN/m2) (4.12) σu = b.t n .y Trong ñoù : P – Löïc voøng taùc duïng leân raêng taïi taâm aên khôùp (MN). b–Beà roäng raêng cuûa baùnh raêng (m) tn – Böôùc raêng phaùp tuyeán (m) y – Heä soá daïng raêng (xem baûng 4.1) k – Heä soá boå sung : tính ñeán söï taäp trung öùng suaát ôû raêng, ñoä truøng khôùp khi caùc raêng aên khôùp, ma saùt beà maët tieáp xuùc, bieán daïng ôû caùc oå ñôõ vaø truïc… 48
  9. - Löïc voøng P taùc duïng leân raêng ñöôïc xaùc ñònh : M P= r ÔÛ ñaây : M – Moâmen xoaén taùc duïng leân baùnh raêng ñang tính M = Memax.i. η i – Tyû soá truyeàn töø ñoäng cô ñeán baùnh raêng ñang tính . η – Hieäu suaát truyeàn löïc keå töø ñoäng cô ñeán baùnh raêng ñang tính. - Beà roäng b cuûa raêng ñoái vôùi raêng thaúng choïn nhö sau : b = (4,4÷7)m, ñoái vôùi raêng xieân choïn trong khoaûng b = (7÷8,6)mn. Trong ñoù: m – moâñuyn cuûa baùnh raêng truï raêng thaúng; mn – moâñuyn phaùp tuyeán cuûa baùnh raêng truï raêng xieân . - Trong tröôøng hôïp raêng thaúng thì tn ñöôïc thay baèng t vaø chuùng ta coù : t= π.m tn=π.mn (4.13) - Heä soá daïng raêng y ñoái vôùi caëp baùnh raêng khoâng ñieàu chænh ñöôïc choïn theo baûng 4.1 : Ñoái vôùi raêng thaúng laáy soá raêng Z thöïc teá ñeå choïn, coøn ñoái vôùi raêng xieân choïn theo soá raêng töông ñöông Ztñ Z Ztñ= (4.14) cos 3 β Trong ñoù : Z - soá raêng thöïc teá cuûa baùnh raêng β - goùc nghieâng ñöôøng raêng cuûa baùnh raêng truï raêng xieân Neáu caëp baùnh raêng coù ñieàu chænh , heä soá daïng raêng ñöôïc tính : 1 + λε yñieàu chænh = y. (4.15) f0 Trong ñoù : y – Heä soá daïng raêng tieâu chuaån (baûng 4.1) λ – Heä soá tra ôû baûng 4.1 theo Z hoaëc Ztñ ε – Heä soá ñieàu chænh raêng fo – Heä soá chieàu cao ñaàu raêng. Neáu goùc aên khôùp α ≠ 20 0 vaø chieàu cao cuûa raêng khaùc 2,25m thì heä soá daïng raêng phaûi nhaân theâm heä soá hieäu ñính a : a= aα.ah Trong ñoù: 2,25m ah - heä soá chieàu cao, ah = h aα - heä soá goùc aên khôùp 49
  10. h - chieàu cao raêng m - moâduyn Neáu : α= 14050/ thì aα = 0,75 α=17030/ thì aα = 0,89 0/ α= 22 30 thì aα = 1,1 0 α= 25 thì aα = 1,23 Cho baùnh raêng cuït coù chieàu cao ñaàu raêng h’= 0,8 m thì heä soá daïng raêng y tìm ra theo caùch treân ñaây coøn phaûi nhaân theâm 1,14. ÖÙng suaát uoán cho pheùp [σu] trình baøy ôû baûng 4.2 Baûng 4.1: Heä soá daïng raêng y Z Caét baèng dao phay Caét baêøng dao phay hoaëc Heä soáλ ñóa hoaëc dao phay laên raêng hoaëc dao soïc Maøi baèng ñaù maøi ñóa Ztñ ngoùn thanh raêng 12 _ 0,098 0,084 1,13 14 _ 0,105 0,093 0,97 16 0,101 0,113 0,100 0,75 17 0,102 0,117 0,104 0,68 18 0,104 0,120 0,107 0,62 19 0,105 0,122 0,109 0,56 20 0,106 0,124 0,112 0,53 21 0,108 0,126 0,115 0,48 22 0,110 0,128 0,117 0,44 24 0,112 0,132 0,122 0,36 26 0,114 0,136 0,126 0,32 28 0,117 0,138 0,129 0,29 30 0,120 0,140 0,132 0,27 32 0,123 0,142 0,135 0,25 35 0,128 0,144 0,137 0,23 37 0,131 0,146 0,140 0,22 40 0,136 0,148 0,143 0,21 45 0,142 0,150 0,146 0,20 50 0,145 0,152 0,149 0,19 60 0,150 0,156 0,153 0,17 80 0,158 0,159 0,159 0,14 50
  11. Baûng 4.2 (MN/m2) Loaïi baùnh raêng [σu] 1 Baùnh raêng truï thaúng cho soá 1 vaø soá luøi 400÷850 Baùnh raêng truï nghieâng duøng cho Xe taûi 100÷250 2 caùc soá cao vaø caëp baùnh raêng luoân 180÷350 Xe du lòch aên khôùp Heä soá boå sung K cho baùnh raêng truï raêng thaúng laø 1.12 vaø cho baùnh raêng truï raêng xieân laø 0.75 Thay caùc giaù trò K ôû treân vaø böôùc raêng t hoaëc tntöø coâng thöùc (4.13) vaøo coâng thöùc (4.12) ñeå tính σu, sau khi ñôn giaûn ta coù : Cho baùnh raêng truï raêng thaúng : P (MN/m2) σu = 0.36 (4.16) b.m.y Cho baùnh raêng truï raêng xieân: P (MN/m2) σu = 0.24 (4.17) b.m n .y Trong ñoù : Ñôn vò cuûa caùc ñaïi löôïng laø : P (MN) b, m, mn: (m) b2) Tính toaùn kieåm tra theo öùng suaát tieáp xuùc : Möùc ñoä hao moøn raêng cuûa caùc baùnh raêng phuï thuoäc vaøo giaù trò öùng suaát tieáp xuùc taïi taâm aên khôùp. ÖÙng suaát tieáp xuùc ñöôïc tính theo coâng thöùc Hert - Beliaev: NE ⎛ 1 1 ⎞ σtx = 0,418 (4.18) ⎜ ⎟ ⎜ρ ± ρ ⎟ bo ⎝ 1 ⎠ 2 Trong ñoù : N - Löïc taùc duïng vuoâng goùc leân maët tieáp xuùc giöõa caùc raêng aên khôùp (MN) σtx - Coù ñôn vò laø MN/m2 bo - Chieàu daøi ñöôøng tieáp xuùc cuûa caùc raêng (m) E - Moâñuyn ñaøn hoài. (E = 2,1.105 MN/m2) ρ1,ρ2 - Baùn kính cong cuûa caùc beà maët raêng chuû ñoäng vaø bò ñoäng taïi ñieåm tieáp xuùc (m). Neáu hai baùnh raêng aên khôùp ngoaøi seõ laáy daáu ″ + ˜, neáu aên khôùp trong laáy daáu ″ - ˜. Ñoái vôùi baùnh raêng truï thaúng : P N= ; b0 = b (4.19) cos α 51
  12. ÔÛ ñaây: P – Löïc voøng taùc duïng leân baùnh raêng (MN) b – Beà roäng baùnh raêng (m) Ñoái vôùi baùnh raêng truï raêng nghieâng ; vôùi goùc nghieâng ñöôøng raêng laø β: P b N= ; bo = (4.20) cos α. cos β cos β Thay caùc giaù trò ôû (4.19) vaø(4.20) vaøo (4.18) ta coù coâng thöùc chung cho baùnh raêng truï raêng thaúng vaø raêng nghieâng: P.E ⎛ 1 1⎞ σtx = 0,418 ⎜±⎟ (4.21) ⎜ρ ρ ⎟ b. cos α ⎝ 1 2⎠ Muoán xaùc ñònh σtx taïi taâm aên khôùp chuùng ta phaûi laáy ρ1, ρ2 taïi taâm aên khôùp . Cho baùnh raêng truï raêng thaúng: ρ1= r1sinα ; ρ2= r2sinα (4.22) Cho baùnh raêng truï raêng nghieâng: sin α sin α ρ1= r1 ; ρ2= r2 (4.23) cos 2 β cos 2 β ÔÛ ñaây: r1,r2 - baùn kính voøng troøn laên cuûa baùnh chuû ñoäng vaø bò ñoäng. ÖÙng suaát tieáp xuùc thoâng thöôøng ñöôïc xaùc ñònh theo cheá ñoä taûi troïng trung bình. Löïc voøng P ñöôïc tính baèng coâng thöùc: γ.M e max .i P= (4.24) r Trong ñoù γ xaùc ñònh theo ñoà thò kinh nghieäm. 1 Thoâng thöôøng xe chæ söû duïng Memax, neân thöôøng choïn γ= 0,5. 2 ÖÙng suaát tieáp xuùc cho pheùp [σtx ] treân beà maët raêng khi cheá ñoä taûi troïng ôû truïc sô caáp hoäp soá laø 0,5 Memax ñöôïc trình baøy ôû baûng 4.3: Baûng 4.3 (MN/m2) [σtx ] Loaïi baùnh raêng Xeâmentit hoaù Xianuya hoùa 1. Baùnh raêng duøng cho soá 1 vaø soá luøi 1900÷2000 950÷1000 2. Baùnh raêng luoân aên khôùp vaø caùc 1300÷1400 650÷700 baùnh raêng ôû caùc soá cao 52
  13. Caùc baùnh raêng cuûa hoäp soá xe du lòch vaø xe taûi vôùi taûi troïng ñeán 20 kN thöôøng ñöôïc xianuya hoùa, ngoaøi ra caùc baùnh raêng cuûa oâ toâ taûi vôùi taûi troïng hôn 20 kN vaø cuûa xe buyùt thöôøng ñöôïc xeâmentit hoùa. 2. Truïc cuûa hoäp soá. a) Choïn sô boä kích thöôùc cuûa truïc: Chuùng ta coù theå tính kích thöôùc sô boä theo caùc coâng thöùc kinh nghieäm sau: Ñoái vôùi truïc sô caáp: d1 = 5,3 3 M e max (4.25) Trong ñoù: d1 (mm) - ñöôøng kính cuûa truïc sô caáp. Memax (Nm) - Moâ men xoaén cöïc ñaïi cuûa ñoäng cô. Ñoái vôùi truïc trung gian: d2 d2 ≈ 0,45.A ; = 0,16÷0,18 (4.26) l2 Trong ñoù: d2 , l2 (mm) - ñöôøng kính vaø chieàu daøi truïc trung gian. A (mm) - khoaûng caùch giöõa caùc truïc hoäp soá. Ñoái vôùi xe du lòch: A = 12,1 3 M e max (mm) Ñoái vôùi xe taûi: A = 18,7 3 M e max (mm) Ñoái vôùi truïc thöù caáp: d3 d3 ≈ 0,45.A ; = 0,18÷0,21 (4.27) l3 d3, l3 (mm) laø ñöôøng kính vaø chieàu daøi cuûa truïc thöù caáp. Khi ñaõ coù sô boä kích thöôùc caùc truïc vaø veõ sô ñoà boá trí hoäp soá chuùng ta xaùc ñònh caùc löïc taùc duïng leân caùc truïc hoäp soá. Cuoái cuøng tieán haønh tính toaùn truïc theo cöùng vöõng vaø tính söùc beàn cuûa truïc . b) Tính toaùn caùc löïc taùc duïng leân truïc : Löïc taùc duïng leân trucï goàm coù hai nhoùm : - Nhoùm 1: caùc löïc töø caùc baùnh raêng ñang laøm vieäc. - Nhoùm 2 : caùc löïc töø caùc oå cuûa truïc ( phaûn löïc ) 53
  14. Muoán xaùc ñònh ñöôïc phaûn löïc ôû caùc oå, tröôùc heát phaûi xaùc ñònh löïc taùc duïng leân truïc töø caùc baùnh raêng. Sô ñoà chòu löïc cuûa caùc truïc ñöôïc trình baøy ôû hình 4.6. Laáy vò trí aên khôùp cuûa baùnh raêng ôû moät tay soá naøo ñoù laøm ví du . Giaù trò caùc löïc voøng, löïc höôùng kính, löïc chieàu truïc ñöôïc tính nhö sau (xeùt tröôøng hôïp toång quaùt baùnh raêng truï raêng nghieâng) : M Löïc voøng: P= (4.28) r M.tg.α Löïc höôùng kính: R = (4.29) r. cos .β M.tg. β Löïc chieàu truïc: Q= (4.30) r ÔÛ ñaây: M = Memax .i i – tyû soá truyeàn töø ñoäng cô ñeán truïc ñang tính α - Goùc aên khôùp cuûa caùc caëp baùnh raêng β - Goùc nghieâng cuûa raêng r – baùn kính voøng troøn laên cuûa baùnh raêng. a1 b1 a2 z y b2 o x a3 c b3 Hình 4.6 : Sô ñoà caùc löïc taùc duïng leân truïc 54
  15. Trong tröôøng hôïp laø baùnh raêng truï raêng thaúng, caùc coâng thöùc treân vaãn coù giaù trò vôùi β=0. Caùc phaûn löïc ôû caùc oå cuûa truïc ñöôïc xaùc ñònh töø caùc phöông trình caân baèng löïc vaø moâ men (xem laïi ôû moân “Cô hoïc lyù thuyeát”) c) Tính toaùn kieåm tra ñoä cöùng vöõng : δ1 Z X f1 δ 12 f2 a) δ2 0 δ'12 X Y f 2' f 1' b) δ'2 δ'1 Hình 4.7 : Aûnh höôûng cuûa ñoä cöùng vöõng cuûa caùc truïc ñeán söï aên khôùp cuûa caùc baùnh raêng . a) Trong maët phaúng ZOX – doïc b) Trong maët phaúng YOX – ngang 55
  16. f – ñoä voõng ; δ – goùc xoay ; δ12 = δ1 + δ2 . Ñoä cöùng vöõng cuûa moãi ñieåm treân truïc ñöôïc ñaëc tröng baèng ñoä voõng vaø goùc xoay taïi ñieåm ñoù cuûa truïc trong 2 maët phaúng vuoâng goùc vôùi nhau. Ñoä voõng vaø goùc xoay xaùc ñònh taïi vò trí ñaët baùnh raêng . Treân cô sôû sô ñoà chòu löïc, veõ caùc sô ñoà noäi löïc trong caùc maët phaúng ngang vaø doïc, tieán haønh tính ñoä voõng vaø goùc xoay lôùn nhaát cuõng nhö ôû caùc tieát dieän coù baùnh raêng aên khôùp. Quan troïng nhaát laø ñoä cöùng vöõng trong maët phaúng ngang, vì noù aûnh höôûng raát xaáu ñeán söï aên khôùp cuûa caùc caëp baùnh raêng ( hình 4.7). Phöông phaùp tính ñoä voõng vaø goùc xoay theo saùch “ Söùc beàn vaät lieäu”. Ñoä voõng cho pheùp trong maët phaúng doïc (ZOX) ≤ 0,2 mm. Goùc xoay cho pheùp cuûa caùc truïc trong maët phaúng ngang (YOZ) ≤ 0,002 rad. Coâng vieäc tính toaùn seõ ñöôïc laëp laïi cho caùc tay soá, ñeå tìm ra tröôøng hôïp yeáu nhaát, ñeå kieåm tra caùc truïc moät caùch toaøn dieän. d) Tính toaùn söùc beàn cuûa truïc : Truïc cuûa hoäp soá tính theo uoán vaø xoaén, phaàn coù then hoa cuûa truïc tính theo daäp vaø caét. Khi tính söùc beàn phaûi tieán haønh cho töøng tay soá: ÖÙng suaát uoán σu ñöôïc tính: Mu (MN/m2) σu = (4.31) 3 0,1.d ÖÙng suaát xoaén τ ñöôïc tính : Mx (MN/m2) τ= (4.32) 3 0,2.d Neáu truïc laøm vieäc ñoàng thôøi vöøa chòu uoán vaø xoaén, thì öùng suaát toång hôïp ñöôïc tính theo lyù thuyeát söùc beàn vaät lieäu: 2 2 ⎛ Mu ⎞ ⎛ Mx ⎞ σth = σ + 4τ = ⎜ ⎜ 0,1.d 3 ⎟ + 4⎜ 0,2.d 3 ⎟ 2 2 ⎟ ⎜ ⎟ u ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ Bôûi vì: M2 + M2 Mth = u x Neân ta coù : M th (MN/m2) σth= (4.33) 0,1d 3 Trong ñoù : Mth – Moâmen toång hôïp taùc duïng leân truïc ( MNm) σth – ÖÙng suaát toång hôïp maø truïc phaûi chòu (MN/m2) d – Ñöôøng kính truïc taïi tieát dieän nguy hieåm (m) Neáu treân truïc coù then hoa thì laáy ñöôøng kính trung bình ñeå tính (dtb): 56
  17. dn + dt dtb = 2 dn – Ñöôøng kính ngoaøi cuûa truïc then hoa (m) dt – Ñöôøng kính trong cuûa truïc then hoa (m) Neáu truïc cheá taïo lieàn vôùi baùnh raêng thì truïc cuõng baèng caùc loaïi theùp baùnh raêng. Khi truïc cheá taïo rieâng vôùi baùnh raêng thì coù theå duøng theùp 40, 40X vaø 50. Ñoâi khi truïc coøn cheá taïo baèng caùc loaïi theùp sau 18XHBA, 40XHMA,45,15XA. ÖÙng suaát toång hôïp cho pheùp laø 50÷70 MN/m2 . Phaàn then hoa cuûa truïc khi laøm vieäc chòu öùng suaát daäp vaø caét. Qua thöïc teá söû duïng chöa coù tröôøng hôïp then hoa bò hoûng do öùng suaát caét. Vì vaäy, then hoa thöôøng tính theo öùng suaát daäp, luùc thaät caàn thieát môùi kieåm tra theâm öùng suaát caét. ÖÙng suaát daäp σd cuûa then hoa ñöôïc xaùc ñònh : 2M ñ .i Q (4.34) σd = = ΣF 0,75.z.h.l.d tb Trong ñoù: Q – Löïc voøng taùc duïng leân caùc then hoa ΣF – Toång soá beà maët tieáp xuùc cuûa then vôùi moay ô baùnh raêng Mñ – Moâmen xoaén cuûa ñoäng cô i – Tæ soá truyeàn töø ñoäng cô ñeán truïc ñang tính z – Soá löôïng then hoa h – Chieàu cao then hoa l – Chieàu daøi tieáp xuùc cuûa then vôùi moay ô baùnh raêng 0,75 – Heä soá tính ñeán söï phaân boá taûi troïng khoâng ñeàu leân caùc then hoa dtb – Ñöôøng kính trung bình cuûa truïc then hoa. Ñoái vôùi loaïi then hoa noái gheùp coá ñònh, öùng suaát daäp cho pheùp [σd] = 50÷100 MN/m2 Ñoái vôùi loaïi then hoa noái gheùp khoâng coá ñònh thì: [σd] = 30 MN/m2 4. Caùc cô caáu ñieàu khieån quan troïng cuûa hoäp soá. a) Cô caáu ñieàu khieån gaøi soá(xem laïi ôû moân “Caáu taïo oâ toâ” ) b) Boä ñoàng toác: Khi sang soá, cho duø ñaõ taùch ly hôïp,nhöng do quaùn tính neân caùc baùnh raêng vaãn coøn quay vôùi caùc vaän toác goùc khaùc nhau, neáu gaøi vaøo nhau thì sinh löïc va ñaäp. Ñeå khaéc phuïc hieän töôïng treân vaø ñôn giaûn hoùa caùc quaù trình thao taùc cuûa taøi xeá, ngöôøi ta duøng boä ñoàng toác. 57
  18. Xeùt tröôøng hôïp chuyeån töø soá cao veà soá thaáp ñeå tìm hieåu nguyeân lyù vaø phaân tích löïc (hình 4.8). Hình 4.8 : Caáu taïo cuûa boä ñoàng toác 1,4. Baùnh raêng; 2. Choát ; 3. OÁng raêng; 5. Bi; 6. OÁng gaït ; 7. OÁng loàng ; 8. Truïc b1) Giai ñoaïn dòch chuyeån töï do (luùc maët coân cuûa oáng loàng 7 chöa tieáp xuùc vôùi maët coân cuûa baùnh raêng 4). Vì voøng gaït 6 lieân keát cöùng vôùi oáng raêng 3 vaø oáng naøy laïi lieân keát ñaøn hoài vôùi oáng loàng 7, cho neân khi gaït 6 veà phía baùnh raêng 4, caû khoái chi tieát 6-2-3-5-7 ñeàu dòch chuyeån. Khi hai maët coân tieáp xuùc vôùi nhau thì taïm thôøi döøng laïi vaø baét ñaàu giai ñoaïn hai. b2) Giai ñoaïn chöa ñoàng toác: Do taùc duïng cuûa ñaø quaùn tính neân oáng raêng 3 vaãn coøn quay vôùi toác ñoä goùc cuûa soá cuõ: ωm ω3 = ic Trong ñoù: ω3 – Vaän toác goùc cuûa oáng raêng. ωm – Vaän toác goùc cuûa truïc. ic – Tæ soá truyeàn soá cao. Trong khi ñoù baùnh raêng 4 luoân luoân aên khôùp vôùi baùnh raêng cuûa truïc trung gian vaø bôûi vaäy: ωm ω4 = it ω4 – Vaän toác goùc cuûa baùnh raêng 4. it – Tæ soá truyeàn soá thaáp. Bôûi vì: ic < it neân ω3 > ω4 58
  19. OÁng loàng 7 vöøa coù lieân heä vôùi baùnh raêng 4 vöøa coù lieân heä vôùi oáng raêng 3 neân toác ñoä goùc cuûa noù laø ω7 naèm trong giôùi haïn: ω4 < ω7 < ω3 Keát quaû laø choát 2 bò haõm trong hoác cuûa oáng 7 vaø oáng raêng 3 khoâng dòch chuyeån ñöôïc nöõa. Sau ñaây chuùng ta phaân tích löïc ñeå thaáy ñöôïc vì sao choát 2 bò haõm : Döôùi taùc duïng cuûa löïc eùp chieàu truïc Q1 (löïc taùc duïng cuûa ngöôøi laùi thoâng qua cô caáu ñoøn baåy chuyeån ñeán) tình traïng chòu löïc cuûa 3 chi tieát nhö ôû hình 4.9 α µN Q1 P Q N r r1 Q1 Q β Hình 4.9 : Sô ñoà chòu löïc cuûa caùc chi tieát 2,4,7 Trong giai ñoaïn chöa ñoàng toác maët coân cuûa oáng loàng 7 tröôït treân maët coân cuûa baùnh raêng 4, neân giöõa chuùng coù löïc ma saùt µ.N, trong ñoù : Q1 N= (4.35) sin α ÔÛ ñaây : α - goùc nghieâng cuûa maët coân. N – phaûn löïc . Löïc ma saùt seõ caân baèng vôùi löïc voøng P taùc duïng töông hoã giöõa chi tieát 7 vaø 2 theo ñieàu kieän sau: 59
  20. µ.N.r P.r1 = µ.N.r ⇒ P= r1 Trong ñoù : µ – Heä soá ma saùt r, r1 – Baùn kính ñieåm ñaët löïc . Thay N baèng bieåu thöùc (4.35) ta coù : µ.Q 1 .r P= (4.36) r1 . sin α Taïi maët xieân goùc β cuûa coå vuoâng choát 2 taùc duïng moät phaûn löïc Q phaân tích töø P: P Q= (4.37) tgβ Löïc Q chính laø löïc haõm coå vuoâng B cuûa choát 2 trong hoác A cuûa oáng loàng 7, do ñoù Q phaûi thoõa maõn ñieàu kieän haõm sau ñaây: µ.Q 1 .r > Q1 Q > Q1 ⇒ r1 .sinα.tgβ Töùc laø : µ.r tgβ < (4.38) r1. sin α Bieåu thöùc (4.38) laø cô sôû ñeå thieát keá goùc β ñuû ñeå haõm choát 2 vaø giöõ khoâng cho oáng raêng 3 dòch chuyeån khi chöa ñoàng toác . b3) Giai ñoaïn ñoàng toác : Do ma saùt neân ñaø quaùn tính daàn daàn bò trieät tieâu vaø cuoái cuøng ω3 = ω7 = ω4 Khi ñaõ ñoàng toác thì löïc ma saùt µN cuõng khoâng coøn nöõa vaø do ñoù löïc haõm baèng khoâng. Tay cuûa ngöôøi laùi chæ taùc duïng nheï laø ñuû ñeå thaéng ñònh vò loø xo bi 5 vaø gaït oáng raêng 3 aên khôùp vôùi vaønh raêng cuûa baùnh raêng 4 moät caùch eâm dòu vì chuùng ñaõ ñoàng ñeàu vaän toác goùc. Khi thieát keá thöôøng choïn heä soá ma saùt µ = 0,05÷0,1 , goùc nghieâng α = 70 ÷120 , Q1=(4÷9).(50÷100)N, tyû soá truyeàn cuûa caàn soá :4÷9, löïc taùc duïng leân caàn soá : 50÷100 N. 60

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

YOMEDIA
Đồng bộ tài khoản